一种基于谐波分析的年径流预报方法

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1、第8卷第5期南水北调与水利科技Vo1．8No．52010年1O月South-to—NorthWaterTransfersandWaterScience&TechnologyOct．2010doi：10．3724／SP．J．1201．2010．05068一种基于谐波分析的年径流预报方法李燕萍，吕爱锋，贾绍凤(1_青海省水文水资源勘测局，西宁810001；2．中国科学院地理科学与资源研究所，E京1OO101)摘要：现以唐乃亥水文站实测年径流系列为例，尝试用谐波分析方法模拟和预测年径流量。结果表明可以用谐波分析方法很好地模拟年径流系列，并且可以明显减少谐

2、波数目而满足95％的拟合度。对于2～3年的预测期而言，谐波分析方法可以提供较满意的预测结果，但对于更长的预测期，则预测效果较差。关键词：谐波分析；年径流；预报；布哈河121站中图分类号：P333文献标识码：A文章编号：1672—1683(2010)05—0068—03AnnualRunoffForecastMethodbasedonHarmonicAnalysisIIYanping，LUAifeng0，JIAShao-feng0(1．QinghaiHydrologyandWaterResourceSurvey]3ureau，Xfning810001

3、，China；2．InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch，(S，Beijing100101，China)Abstract：Anannualrunoffforecastmethodbasedonharmonicanalysiswasinvestigatedandexaminedusingannualrunofdata(1956—2007)ofTangnaihaihydrologicalstationintheupperreachesoftheYellowRiver．Annual

4、runoffcouldbeperfectlymodeledby}mrmomcwaves．Forforecasttermof2-3years，harmonicanalysismethodmaygiveverygoodforecastofannualrunoff，butforlongerforecastterm，itcannotgiveaccurateprediction．Keywords：harmonicanalysis；annualrunof；forecast；Tangnaihaihydrologicalstation径流预测是水资源管理的重要基础

5、[。现今，普遍使用径流为例，介绍利用谐波方波进行年径流预测的方法。的径流预测方法为以时间序列分析法和灰色关联度分析为基有关谐波的数学分析在l8世纪和l9世纪已经奠定了良础的河川径流预测方法]以及基于小波分析的预测方法。好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍被广泛应时间序列预测法因突出时间序列而不考虑外界因素影用。谐波是一个数学或物理学概念，是指周期函数或周期性响，当遇到外界发生较大变化时，往往会有较大偏差E。的波形中不能用常数、与原函数的最小正周期相同的正弦函灰色关联度分析(GreyRelationalAnalysis)是依据各因素数和余弦函

6、数的线性组合表达的部分。谐波分析就是从不规数列曲线形状的接近程度做发展态势的分析。对于两个系统则动态中分离出若干振幅和相位不同的简谐波，以便逐个研之间的因素，其随时间或不同对象而变化的关联性大小的量究其统计规律和特征。当模型波形与实际波形之间的均方差度，称为关联度。灰色关联度分析对于一个系统发展变化态势最小时，模型参数可以代表实际波形的参数lg]。提供了量化的度量，非常适合动态(Dynamic)的历程分析。这谐波分析法可以定量分析自然界中随时间变化的要素，其种方法要涉及到比重系数设定，主观因素影响较大Es4]。数学表达式就是傅立叶级数。可以通过对实

7、测年径流系列的“小波”(Wavelet)就是小的波形。所谓“小”是指它具有谐波分析，得到拟合的年径流系列，并用于年径流的预报。衰减性，而称之为“波”则是指它的波动性，其振幅正负相问的1数据与方法震荡形式。小波变换是时间(空间)频率的局部化分析_8。小波分析形式上类似于傅立叶变换。1．1谐波基本原理谐波分析可以用于基于历史时问系列的未来预测，但在数学上研究一个复杂函数的变化，常常把它看成是由许水文水资源预测领域还少见应用。作者曾在1990年在实际多简单函数叠加而成的。谐波分析将时间序列的周期变化看工作中用到谐波分析方法。本文以黄河上游唐乃亥水文站年作

8、是由许多简单函数叠加而成，即看作是由一系列正弦波组收稿日期：2010—07—2o修回日期：201009—06基金项目：国家